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Procédé de chauffage par radiateurs électriques à eau.
La présente invention concerne un procède et une installation de chauffage de locaux ou bâtiments.
L'installation de chauffage suivant l'invention comporte
des corps de chauffe contenant de l'eau comme fluide vecteur de la
chaleur, un ou plusieurs des dits corps de chauffe consistant en
des radiateurs munis d'au moins un élément chauffant électrique en
contact avec l'eau.
Depuis de nombreuses modes, les divers systèmes de
chauffage central se substituent de plus en plus aux systèmes de
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à chauffer), qui font appel à des foyers au charbon, au mazout, au gaz ou autres.
Parmi les divers systèmes de chauffage central connus, le chauffage central a eau chaude est certainement le plus couramment utilise pour le chauffage des immeubles, et bénéficie d'une renommée de confort qui est certainement méritée.
tes radiateurs sont les surfaces de chauffe les plus uti-
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Parcourus par le fluide chauffant, leur dénomination rappelle qu'ils transmettent une quantité de chaleur relativement importante par rayonnement. Il faut cependant noter qu'ils émettent généralement plus de chaleur par convection que par rayonnement.
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il est nécessaire de prévoir un dispositif qui compense la dilatation thermique de l'eau, tout en permettant que le réseau de
chauffage soit toujours plein d'eau. *
te vase. d'expansion peut être ouvert ou fermé, bans un vase d'expansion ouvert l'eau est en communication avec l'atmosphère;
le niveau de l'eau monte ou descend selon que la température de l'eau croit ou décroît. Un tel vase d'expansion ne peut évidemment
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Dans un vase d'expansion fermé, l'eau est généralement séparée, par une membrane élastique, d'un certain volume de gaz
(en général, un gaz inerte) qu'elle comprime plus ou moins selon la température de l'eau de l'installation. tes vases d'expansion fermés sont utilisés notamment lorsque la température de l'eau
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dispositifs de sécurité manométriques pour éviter d'éventuelles explosions (soupapes de décharge).
Dans certaines installations de chauffage central à eau chaude, la circulation du fluide chauffant est naturelle (chauffage par thermosiphon ou par gravité). Dans de telles installations, chaque unité d'émission de chaleur détermine une faible circulation par gravité due à la différence des densités de l'eau chaude
et de l'eau froide. De telles installations ont une mise en route assez lente et une marche qui ne peut être régulée. De plus, comme la charge motrice due aux chutes de température est généralement faible, et ne provoque donc qu'une faible vitesse du fluide vecteur,
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l'utilisation d'un grand volume d'eau qui entraîne une inertie thermique considérable:
Dans les installations de chauffage à circulation forcée, on évite ces inconvénients en intercalant dans le circuit un appareil (pompe ou accélérateur) qui accélère la circulation de l'eau. Cela permet surtout d'utiliser des canalisations de plus petit diamètre et de réduire l'inertie thermique de l'incitation de chauffage.
Pendant la bonne saison, on préfère généralement arrêter le chauffage central. Si une soirée un peu plus fraîche se présente alors, l'utilisateur hésitera bien souvent à remettre la chaudière en marche, d'autant plus qu'il ne désire bien souvent chauffer qu'une seule pièce pendant un temps assez court. Généralement il préférera alors faire appel à un système de chauffage d'appoint tel que par exemple un radiateur électrique.
ta situation est Pratiquement la même, lorsque pendant peu de temps -le chauffage central fonctionnant ou non - on désire avoir un supplément de chaleur, dans une salle de bains,par exemple. L'emploi - surtout dans une salle de bains - de certains radiateurs électriques qui ne répondent pas à des normes
de sécurité suffisantes, présente par ailleurs un réel danger.
11 arrive également que la puissance de l'installation de chauffage central soit insuffisante pour maintenir une tempéra- ture confortable dans les locaux, pendant la période la plus
froide de l'hiver.
fil effet) les températures extérieures minimales que l'on adopte dans les calculs d'installations de chauffage, pour déter- miner les besoins calorifiques maximaux sont déterminées à partir
des températures extérieures dites "de base". Pour des raisons d'économie) on adopte comme température extérieure "de base",
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moyen la température extérieure ne leur soit pas inférieure pendant plus de cinq ou de dix jours (selon les normes adoptées). Cette . température de base ne correspond donc pas à la température extérieure minimale enregistrée en un lieu donné. Pour cette raison, les installations de chauffage ne garantissent généralement pas l'usager contre des pointes extrêmes de froid qui sont souvent de courte durée mais en tout cas possibles. Dans ce cas encore, l'usager sera amené à se servir d'un système de chauffage d'appoint qui sera le plus souvent un radiateur ou convecteur électrique.
Tous ces radiateurs ou convecteurs électriques sont basés sur le dégagement de chaleur par effet Joule, causé par le passage d'un courant électrique dans une résistance électrique.
A coté des radiateurs électriques à éléments chauffants "secs" tels que les radiateurs lumineux, les radiateurs obscurs et les radiateurs soufflants, on connaît également des radiateurs électriques à circulation de liquide, généralement appelés "radiateurs
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ou en tôle d'acier soudée, remplie de liquide; l'élément chauffant est généralement une résistance électrique blindée fixée à l'enveloppe et en contact direct avec le liquide, ou une résistance à fil nu bobinée sur un support en stéatite et placée dans une gaine métallique disposée à la base.-de l'appareil; le remplissage est généralement fait avec de l'huile. Grâce à l'emploi de ce liquide
de remplissage qui a un coefficient de-dilatation thermique assez faible, on évite de devoir munir le radiateur d'un base d'expansion.
Ces "radiateurs à huile" ont cependant une inertie thermique relativement grande qui est due notamment au fait que la conduetivi-
té thermique de l'huile est assez médiocre, et sa viscosité assez élevée.
L'utilisation d'appareils de chauffage d'appoint ne constitue de toute façon qu'un pis-aller et ne s'explique que par la nécessité de pallier certains inconvénients des installations de chauffage central connues et en particulier leur manque de souplesse.
Les installations de chauffage conformes à la présente in-
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de chauffage connus à ce jour. Elles sont remarquables par leur grande souplesse d'utilisation et ne présentent notamment pas les inconvénients des installations de chauffage central connues, qui ont été cités plus haut.
La présente invention a pour objet une installation de chauffage qui comporte des corps de chauffe contenant de l'eau comme
fluide vecteur de la chaleur, un ou plusieurs des dits corps de chauffe consistent en des radiateurs munis d'au moins un élément chauffant électrique en contact avec l'eau.
Suivant une forme d'exécution de l'invention, tous les corps de chauffe de l'installation de chauffage consistent en des radiateurs munis d'au moins un élément chauffant électrique en contact avec l'eau, les dits radiateurs étant raccordés par des canalisations à un vase d'expansion permettant la libre dilatation thermique de l'eau.
Suivant une autre forme d'exécution de l'invention, un ou plusieurs des corps de chauffe de l'installation de chauffage consistent en des radiateurs munis d'au moins un élément chauffant électrique en contact avec l'eau, et tous les corps de chauffe sont raccordés entre eux, d'une manière connue en soi, par des canalisations qui forment un circuit continu permettant la circulation de
l'eau entre les corps de chauffe, ce circuit étant raccordé iL un vase d'expansion permettant la libre dilatation thermique de l'eau.
Suivant des variantes de cette dernière forme d'exécution de l'invention, l'installation de chauffage comporte en outre une pompe apte à accélérer la circulation de l'eau et/ou une source
de chaleur connues en soi, intercalées dans le circuit. La dite source de chaleur connue en soi consiste, par exemple, en une chaudière, en une pompe de chaleur ou en un accumulateur de chaleur solaire.
Suivant une forme d'exécution avantageuse de l'invention, les dits radiateurs munis d'au moins un élément chauffant électrique en contact avec l'eau, sont constitués par une série de sections de radiateur identiques assemblés entre elles par des nipples , une ou plusieurs des dites sections étant munies d'un élément chauffant dont le fonctionnement est réglé par un thermostat.
La présente invention a également pour objet un radiateur de chauffage du type utilisant de l'eau comme fluide vecteur de la chaleur, constitué par une série de sections de radiateur identiques assemblées entre elles par des nipples, chacune des dites sections comportant au moins un élément tubulaire vertical, au moins un élément chauffant électrique , dont le fonctionnement est réglé par un thermostat, étant monté dans au moins une des dites sections de radiateur, le dit radiateur de chauffage étant en outre muni d'u moyen de raccordement permettant de le mettre en communication avec un vase d'expansion qui assure la libre dilatation thermique de l'eau.
Suivant une variante d'exécution de l'invention) le radiateur de chauffage lui-même , est muni d'un vase d'expansion assurant la libre dilatation thermique de l'eau.
L'installation de chauffage conforme � la présente invention est susceptible de nombreuses formes d'exécution: et variantes.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, l'installation de chauffage comporte des radiateurs muais d'au moins
un élément chauffant électrique en contact avec l'eau, à l'exclusion d'autres corps de chauffe; ces radiateurs électriques fonctionnent cependant de façon indépendante, en ce sens qu'il n'est pas prévu de circulation de l'eau entre les divers radiateurs: ils
sont cependant raccordés à un vase d'expansion commun. Le raccordement des radiateurs électriques en vase d'expansion ,qui est avantageusement réalisé au moyen de canalisationsde faible section,peut
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schémas de raccordement. Chaque radiateur électrique est muni d'un thermostat. Il est préférable que chaque radiateur électrique possède son propre boîtier de commande comprenant un interrupteur, un thermostat de commande, éventuellement une minuterie, ainsi
que deux voyants lumineux, témoins d'alimentation d'une part, de mise sous tension des résistances d'autre part..
Suivant une autre forme .de réalisation de l'invention, tous les corps de chauffe de l'installation sont raccordés entre eux par des canalisations qui forment un circuit continu permettant la circulation de l'eau entre les corps de chauffe, ce circuit étant raccordé à un vase d'expansion permettant la libre dilatation thermique de l'eau. Dans ce cas, encore, tous les.corps de chauffe de l'installation peuvent être des radiateurs munis d'un ou plusieurs éléments chauffants électriques.
L'installation peut cependant Egalement comporter un certain nombre de corps de chauffe qui ne sont pas équipes d'éléments chauffants électriques et qui peuvent être de n'importe quel type; ils peuvent par exemple, consister en des radiateurs d'un type analogue à ceux qui sont équipés d'éléments chauffants électriques ou éventuellement d'un autre type; ils Peuvent ausai consister en d'autres corps de chauffe tels que convectours, plinthes- ou corniches chauffantes, panneaux chauffants, etc.
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sont connus en soi et ne seront donc pas décrits ici.
Dans ce type d'installation de chauffage conforme a l'invention, la circulation de l'eau dans le circuit peut éventuellement être assurée par la seule charge thermique de l'eau
(thermosiphon).
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teroaler dans le circuit un. appareil pour aider la circulation de l'eau. t'appareil aidant la circulation de l'eau est une pompe ou Un accélérateur) selon l'importance de sa hauteur manométrique ,
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fluide. tes pompes et les accélérateurs sont des turbo-machines qui sont bien connues et couramment utilisées dans la technique du chauttage � eau chaude et qui ne doivent donc pas être décrits ici.
En dehors d'un ou plusieurs radiateurs équipés d'éléments chauffants électriques, l'installation peut encore comporter une autre source de chaleur, connue en soi, intercalée dans le circuit. La puissance calorifique de cette source de chaleur connue en soi peut d'ailleurs être telle qu'elle constitue en fait la principale source de chaleur de l'installation; elle peut par ailleurs égale-ment être intérieure ou égale à la puissance calorifique des
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cialement adaptées et permettant de réaliser .au meilleur oompte le programme de confort thermique qu'on s'est imposé.
La source de chaleur connue en soi peut être mise en fonctionnement indépendemment des radiateurs munis d'éléments de chauffage électriques, ce qui donne évidemment une grande souplesse d'utilisation à l'installation, de chauffage.
La source de chaleur connue en soi est, par exemple, une chaudière, telle qu'une chaudière au charbon, au mazout, au gaz ou une chaudière électrique. Elle peut également consister en une
pompe de chaleur ou en un accumulateur de chaleur solaire.
..Dans l'installation de chauffage suivant l'invention, les radiateurs équipés d'éléments chauffants électriques,comportent de préférence une série de sections de radiateur identiques assemblées entre elles par des nipples une ou plusieurs des dites sections étant munies d'un élément chauffant électrique dont le fonctionne- ment est réglé par un thermostat. Toutes les sections d'un ra- diateur:. peuvent éventuellement être équipées d'éléments chauf- fants électriques. Dans bien des cas cependant le radiateur compor-
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une ou plusieurs sections sans élément chauffant . Normalement les sections équipées d'éléments chauffants seront regroupées d'un
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de raccordement permettant de le mettre en communication avec un vase d'expansion. Lorsque le radiateur'fait partie d'un circuit de chauffage, ce raccordement au vase d'expansion est assuré grâce aux canalisations qui permettent la circulation de l'eau entre les corps de chauffe, les dites canalisations formant un circuit continu raccord' .. un vase d'expansion, lorsque le radiateur ne fait pas partie d'un circuit de chauffage formé par des corps de chauffe entre lesquels une circulation d'eau est assurée, il sera muni d'un moyen de raccordement permettant de le mettre en communication
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de préférence par une canalisation de faible section.
Suivant une variante de réalisation de l'invention., le radiateur est lui-même équipé d'un petit vase d'expansion. Il est
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de remplir le radiateur incomplètement; dans ce cas, là petite poche d'air qui subsiste dans le haut du radiateur fait office de vase d'expansion.
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être munis d'autres dispositifs ou accessoires connus en soi; tels
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tion, etc.
D'autres. caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des exemples de réalisation qui sont décrits ci-après, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels t
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de radiateurs conformes à l'invention, suivant diverses formes d'exécution et variantes;
les figures 6, 7 et 8 montrent de façon schématique, les installations de chauffage qui sont décrites respectivement dans
les exemples 1, 2 et 3 qui suivent; la figure 9 est une vue en perspective d'une partie d'un radiateur conforme à l'invention; cette figure montre le bottier de commande du radiateur, une section de radiateur équipée d'éléments chauffants électriques (représentée partiellement démontée)
et une section de radiateur sans élément chauffant ; la figure 10 représente en coupe partielle vue de profil) une section de radiateur équipée d'éléments chauffants électriques ;
et la figure 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la figure 10 ; cette même figure montre également, vu de face, le boîtier de commande de radiateur, fixé à la dite section.
Si une installation de chauffage suivant l'invention, comporte des radiateurs classiques (c'est-à-dire des radiateurs
sans élément chauffant électriques), leurs branchement. dans le circuit s'effectuera normalement tien diagonale'<1>) avec l'arrivée d'eau par le haut du radiateur, et le départ par le bas du coté opposé.
bans un circuit de chauffage, un radiateur équipé d'élétenta chauffants électriques, peut se raccorder de deux manières.
lorsque toutes les sections du radiateur sont équipées d'éléments chauffants électriques, le radiateur se raccorde 1 l'opposé du radiateur classique, c'est-à-dire en diagonale, avec l'arrivée à la partie inférieure et le départ à la partie supérieu-
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à la figure 1. te radiateur 1 est formé par l'assemblage de sept sections équipées. chacune d'un élément chauffant 2. te radiateur comporte également une sonde thermostatique 3 et un bottier de commande 4. Les flèches indiquent le sens d'écoulement de l'eau dans le radiateur. On remarquera que, même en l'absence de circulation forcée, cet écoulement de l'eau sera assuré par un effet de thermosiphon provoqué par 1 réchauffement de l'eau au contact des résistances électriques. La dernière section de radiateur
est obturée en bas par un bouchon J.
Pour le raccordement d'un radiateur qui comprend des sections à résistances électriques et des sections classiques (radiateur hybride), l'arrivée et le départ se font à la partie inférieure du radiateur, mais à Imposé l'un de l'autre, l'arrivée de l'eau se faisant du coté des résistances électriques. De tels
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Le radiateur 6 (Fig.2) est formé par l'assemblage de sept sections dont deux seulement sont équipées d'éléments chauffants 2. Ces deux sections, qui sont disposées du coté où. l'eau entre dans le radiateur, sont isolées des autres, dans le bas, par un nipple plein 7, ce qui force l'eau à passer sur les éléments
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et 5), les flèches indiquent le sens d'écoulement de l'eau dans le radiateur. Le radiateur est également équipé d'un petit robinet purgeur 8.
Lorsque le radiateur hydride peut fonctionner avec ou sans circulation forcée, il est généralement préférable que les sections équipées de résistances électriques, soient séparées des autres, dans le bas, par un nipple à étranglement, plutôt que par un nipple plein. Lorsque la pompe de circulation fonctionne, le nipple à étranglement 9 du radiateur 10 (Fig.3) provoque une perte de charge suffisante pour diriger l'eau préférentiellement sur les
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étranglement. Lorsque le radiateur 10 fonctionne, alors que la pompe de circulation de l'installation de chauffage est arrêtée
(Fig.4), une circulation hydraulique par thermosiphon s'établira entre les sections équipées de résistances électriques et les autres.
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qui n'est pas branché dans un circuit de chauffage. Ce radiateur est muni d'un moyen de raccordement 12 (canalisation de faible sec-
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pansion. On remarquera que dans un tel radiateur, toutes les sections sont raccordées entre'elles au moyen de nipples ordinaires
(ouverts).
Les exemples suivants décrivent, à titre non limitatif, des réalisations d'installations de chauffage conformes à l'invention.
EXEMPLE 1 La figure 6 représente le schéma d'une installation de chau <EMI ID=30.1>
sance calorifique.
Dans le salon est installé un radiateur 13 de quatre sections dont deux à résistances électriques 14 de 1,2 Kw chacune, les sections équipées de résistances étant isolées des autres dans
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La salle de bain est équipée d'un petit radiateur 16 de
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chacune, les sections équipées de résistances étant isolées de la troisième section dans le bas, par un nipple plein 17 (type de radiateur représenté à la figure 2). Ces deux radiateurs électrique;
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mande 19.
Dans la chambre est installé un radiateur classique 20, ainsi que dans la cuisine (radiateur 21). Chaque corps de chauffe <EMI ID=34.1>
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Les radiateurs 20 et 21 sont raccordés en dérivation sur la canalisation principale et leur fonctionnement peut être réglé grâce aux robinets venturi 26 et 27.
Le radiateur 16 est équipé d'un clapet anti-eonvection 28. Conduite de l'installation a) Hiver et grands froids :
La totalité de la puissance disponible est demandée pour assurer le chauffage de l'appartement. Le circulateur 22 fonctionne et distribue dans les radiateurs la puissance donnée par les résistances électriques 13, la puissance de celles-ci étant supérieure à la puissance d'émission des radiateurs dans lesquels elles se trouvent. Le surplus sera distribué dans la chambre et la cuisine. S'il fait trop chaud dans la salle de bain durant son inoccupation,
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mentaire inutilisée peut être conduite dans d'autres radiateurs.
Lorsque la salle de bain est occupée, il suffit de relever le clapet anti-convection 27 pour remonter rapidement la température ambiante de ce local.
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lon et de la salle de bain, peut être réglée par les thermostats de réglage présents sur chacun des radiateurs.
En effet, si la puissance totale est inutile, il suffit de baisser le thermostat du radiateur 12 du salon par exemple, pour diminuer la puissance distribuée dans l'ensemble de l'appartement.
De même, en manipulant le thermostat du radiateur 15 de la salle de bain ou même les deux à la fois.
Les radiateurs de puissance ont été installés dans le
salon et la salle de bains, ces deux pièces ayant été considérées
comme celles nécessitant le plus souvent du chauffage.
b) Mi-saison
Comme nous venons de le signaler, la puissance peut être réglée par les thermostats des radiateurs comprenant des résistances, mais l'on peut , bien entendu, couper complètement un des deux radiateurs.
Cela représente un avantage :
Pendant la journée par exemple, on peut faire fonctionner le radia-
12 du salon. Etant donné le sens du fluide, cette situation va favoriser la chauffe du salon et de la cuisine, pièces occupées pendant le jour et maintenir un niveau de température convenable suivant le réglage du thermostat, dans la chambre et la salle de bains.
Pendant la nuit et la soirée, on peut faire fonctionner le radia-
teur 15 de la salle de bains, ce qui va favoriser le chauffage de celle-ci ainsi que de la chambre et ensuite du salon.
De cette façon , un régime "jour/nuit" est très possible.
c) Eté
On coupe la pompe de circulation 22 et le radiateur 12 du
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quand elle est occupée, le bottier de commande du radiateur pouvant comporter une minuterie assurant la chauffe rapide de cette pièce uniquement lors de la durée de son utilisation.
<EMI ID=41.1> La figure 7 représente de manière très schématique une installation de chauffage qui comporte des corps de chauffe classiques, des radiateurs à résistances électriques et également une autre source de chaleur, une chaudière par exemple. Pour simplifier le schéma, seuls quatre corps de chauffe sont représentés (dont <EMI ID=42.1>
que l'installation peut en fait comprendre un nombre plus important de corps de chauffe.
L'installation est conçue pour un petit immeuble nécessitant
40 Kw de puissance de chauffe par une température extérieure de <EMI ID=43.1> diateurs classiques tels que 29 et 30, et également quelques radiateurs avec résistances électriques, tels que 31 et 32,
ces derniers étant placés dans les pièces principales, dans la salle de bain,etc. L'installation comporte une chaudière classique
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ce de chauffe de 8 Kw peut être fourni par les résistances élec-
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11' Il est à noter que la puissance de la chaudière 33 a été choisie inférieure à la puissance totale nécessaire pour chauffer l'habitation. t'avantage de choisir une telle chaudière réside nota-ment dans le fait qu'elle fonctionnera pendant une beaucoup plus longue
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une puissance de 32 Kw est suffisante. Lorsque par plus grand froid, on a besoin d'un surcroît d'énergie, on pourra ajouter à
la puissance de la chaudière, la puissance développée dans les radiateurs tels que 31 et 32.
Dans une pièce telle que la salle de bains, le radiateur électrique pourra à tout 'accent fournir le supplément de chaleur donnant le confort nécessaire.
Tout en laissant fonctionner la pompe de circulation 23, on peut arrêter la chaudière et la sortir par dérivation du circuit hydraulique en ouvrant la vanne 36; le clapet de retenue 37 em- pêche que l'eau ne continue à passer par la chaudière. Dans ce
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ci-dessus. Un tel fonctionnement de l'installation est prévu comme chauffage de secours (en cas de panne de la chaudière 33) ou comme chauffage de saison tempérée. La régulation du chauffage
peut s'opérer comme décrit dans l'exemple 1.
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lation 23.
Dans une pièce telle que le salon, le radiateur électrique peut être employé indépendamment pour les soirées plus fraîches. Dans. la salle de bains, le radiateur électrique peut, lorsqu'on le désire, apporter rapidement le surcroît de chaleur donnant le confort nécessaire.
<EMI ID=50.1> figure 5) fonctionnent indépendamment les uns des autres. Ils <EMI ID=51.1>
vase d'expansion 42 muni d'une soupape de sécurité 43. La tempéra-
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rapide et une régulation très Précise. Ceci représente un avantage incontestable sur les radiateurs électriques à bain d'huile.
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gréable.
De plus, ,une partie relativement importante de la chaleur
est émise par rayonnement , ce qui favorise la sensation de confort.
En résume) ce mode de chauffage rejoint les avantages du chauffage pièce par pièce, le confort du chauffage central et la rapidité de chauffe du convecteur.
La figure .9 est une vue en perspective d'une partie <EMI ID=55.1>
évidemment pas présent lorsque le radiateur est raccordé dans le circuit d'une installation de chauffage. La section de radiateur
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comment les éléments chauffants sont montés. La façon dont ces éléments chauffants sont montés dans la section de radiateur, est cependant mieux illustrée par la figure 10 qui représente en coupe
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ses éléments chauffants électriques. La figure 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la figure 10, et montre également -"vu de
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Chaque section de radiateur,qui est avantageusement faite en aluminium coulé, est formée par un élément tubulaire aplati
50 muni de pièces de raccordement 51 et 52 permettant d'assembler, à l'aide de nipples, des sections de radiateur voisines. L'élément tubulaire 50 porte latéralement des ailettes 53. Les ailettes 54 et 55 constituent en fait les panneaux qui forment respectivement les faces avant et arrière de la section de radiateur.
La section de radiateur 56 est munie à sa partie inférieure d'un orifice 56 par lequel sont introduites les résistances électriques.
. Cet orifice 55 peut être fermé par une pièce 57 à laquelle sont fixés par sertissage, les éléments chauffants électriques
46 et 47 qui consistent en deux résistances blindées en forme de
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d'une plaquette rigide 60 munie de ,.quatre. trous dans lesquels.. peuvent coulisser les éléments chauffants 46 et 47. Cette tige 59 passe
par un trou percé dans une pièce d'ancrage 61 qui prend appui contre la face intérieure des tubulures de raccordement 51 de la section
de radiateur, et passe également par un trou percé dans la pièce
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vissé sur la tige filetée 59 assure la fixation des éléments chauffants dans la section de radiateur et permet d'appuyer la pièce
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chéité de cette fermeture étant assurée grâce à un joint souple 62.
Un câble électrique à trois conducteurs, connecté aux bornes 63 et 64 et à une prise de masse 65 solidaire de la pièce
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ment au réseau électrique et à une prise de terre.
Un petit couvercle 66, en matière isolante enferme les bornes des éléments chauffants électriques.
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avec un témoin d'alimentation 68, un thermostat avec sonde thermostatique 69, bouton de réglage 70 et témoin de mise sous tension 71.
Bien entendu, la présente invention n'est en aucune façon limitée aux -formes de réalisation décrites ci-dessus et illustrées par des dessins annexés; de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre et de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIFS
1.- Installation de cnauffage comportant des corps de chauffe contenant de l'eau comme fluide vecteur de la chaleur, caractérisée en ce qu'un ou plusieurs dès dits corps de chauffe consistent
en des radiateurs munis d'au moins un élément chauffant électrique en contact avec l'eau.
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Heating process by electric water radiators.
The present invention relates to a method and an installation for heating premises or buildings.
The heating installation according to the invention comprises
heating bodies containing water as the carrier fluid for the
heat, one or more of said heating bodies consisting of
radiators fitted with at least one electric heating element in
contact with water.
From many modes, the various systems of
central heating systems are increasingly replacing
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heating), which use coal, oil, gas or other fireplaces.
Among the various known central heating systems, hot water central heating is certainly the most commonly used for heating buildings, and enjoys a reputation for comfort which is certainly well deserved.
your radiators are the most useful heating surfaces
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Passed through by the heating fluid, their name recalls that they transmit a relatively large quantity of heat by radiation. Note, however, that they generally emit more heat by convection than by radiation.
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it is necessary to provide a device which compensates for the thermal expansion of the water, while allowing the network to
heating is always full of water. *
vase you. expansion tank can be open or closed, in an open expansion vessel the water is in communication with the atmosphere;
the water level rises or falls depending on whether the water temperature rises or falls. Such an expansion vessel obviously cannot
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In a closed expansion vessel, water is usually separated, by an elastic membrane, from a certain volume of gas
(generally an inert gas) which it compresses more or less depending on the temperature of the water in the installation. your closed expansion vessels are used especially when the water temperature
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Manometric safety devices to prevent possible explosions (relief valves).
In some hot water central heating installations, the circulation of the heating fluid is natural (heating by thermosiphon or by gravity). In such installations, each heat emitting unit determines a low gravity circulation due to the difference in the densities of the hot water
and cold water. Such installations have a rather slow start-up and a rate which cannot be regulated. In addition, as the driving load due to temperature drops is generally low, and therefore only causes a low speed of the carrier fluid,
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the use of a large volume of water which results in considerable thermal inertia:
In forced circulation heating installations, these drawbacks are avoided by inserting a device (pump or accelerator) in the circuit which accelerates the circulation of water. Above all, this makes it possible to use pipes of smaller diameter and to reduce the thermal inertia of the heating incentive.
During the good season, we generally prefer to turn off the central heating. If a slightly cooler evening then presents itself, the user will very often hesitate to restart the boiler, especially since he often only wishes to heat one room for a relatively short time. Generally he will then prefer to use an auxiliary heating system such as for example an electric heater.
your situation is practically the same, when for a short time - the central heating working or not - you want to have additional heat, in a bathroom, for example. The use - especially in a bathroom - of certain electric heaters that do not meet standards
sufficient safety, is also a real danger.
It also happens that the power of the central heating installation is insufficient to maintain a comfortable temperature in the rooms during the most severe period.
cold winter.
effect) the minimum outside temperatures that are adopted in the calculations of heating installations, to determine the maximum heating needs are determined from
so-called "base" outside temperatures. For reasons of economy) we adopt as the "basic" outside temperature,
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average the outside temperature is not lower for more than five or ten days (depending on the standards adopted). This . base temperature therefore does not correspond to the minimum outdoor temperature recorded in a given location. For this reason, heating systems generally do not guarantee the user against extreme cold peaks which are often short-lived but in any case possible. In this case again, the user will have to use an auxiliary heating system which will most often be an electric heater or convector.
All these electric radiators or convectors are based on the release of heat by the Joule effect, caused by the passage of an electric current in an electric resistance.
Besides electric radiators with "dry" heating elements such as light radiators, dark radiators and fan radiators, electric radiators with liquid circulation are also known, generally called "radiators.
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or welded sheet steel, filled with liquid; the heating element is generally an armored electrical resistance attached to the casing and in direct contact with the liquid, or a bare wire resistance wound on a soapstone support and placed in a metal sheath disposed at the base. apparatus; filling is usually done with oil. Thanks to the use of this liquid
filler which has a relatively low coefficient of thermal expansion, the need to provide the radiator with an expansion base is avoided.
These "oil heaters", however, have a relatively high thermal inertia which is due in particular to the fact that the conduetivi-
Thermal tee of oil is quite poor, and its viscosity quite high.
The use of auxiliary heaters is in any case only a stopgap and can only be explained by the need to overcome certain drawbacks of known central heating installations and in particular their lack of flexibility.
Heating systems in accordance with this instruction
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heating systems known to date. They are remarkable for their great flexibility of use and in particular do not have the drawbacks of known central heating installations, which were mentioned above.
The present invention relates to a heating installation which comprises heating bodies containing water such as
heat carrier fluid, one or more of said heating elements consist of radiators provided with at least one electric heating element in contact with water.
According to one embodiment of the invention, all the heating bodies of the heating installation consist of radiators provided with at least one electric heating element in contact with the water, said radiators being connected by pipes. to an expansion vessel allowing free thermal expansion of the water.
According to another embodiment of the invention, one or more of the heating bodies of the heating installation consist of radiators provided with at least one electric heating element in contact with the water, and all of the heating bodies. heaters are connected together, in a manner known per se, by pipes which form a continuous circuit allowing the circulation of
the water between the heating bodies, this circuit being connected to an expansion vessel allowing free thermal expansion of the water.
According to variants of this latter embodiment of the invention, the heating installation further comprises a pump capable of accelerating the circulation of water and / or a source
of heat known per se, interspersed in the circuit. Said heat source known per se consists, for example, of a boiler, a heat pump or a solar heat accumulator.
According to an advantageous embodiment of the invention, said radiators provided with at least one electric heating element in contact with water, consist of a series of identical radiator sections assembled together by nipples, one or more several of said sections being provided with a heating element, the operation of which is regulated by a thermostat.
The present invention also relates to a heating radiator of the type using water as the heat carrier fluid, consisting of a series of identical radiator sections assembled together by nipples, each of said sections comprising at least one element. vertical tubular, at least one electric heating element, the operation of which is regulated by a thermostat, being mounted in at least one of said radiator sections, said heating radiator being further provided with a connection means enabling it to be placed in communication with an expansion vessel which ensures the free thermal expansion of the water.
According to an alternative embodiment of the invention) the heating radiator itself is provided with an expansion vessel ensuring the free thermal expansion of the water.
The heating installation conforms to � the present invention is capable of numerous embodiments: and variants.
According to one embodiment of the invention, the heating installation comprises radiators muais of at least
an electric heating element in contact with water, excluding other heating elements; however, these electric radiators operate independently, in the sense that there is no provision for water to circulate between the various radiators: they
are however connected to a common expansion vessel. The connection of electric radiators in an expansion vessel, which is advantageously carried out by means of small section pipes, can
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connection diagrams. Each electric heater is fitted with a thermostat. It is preferable that each electric heater has its own control box comprising a switch, a control thermostat, possibly a timer, thus
only two indicator lights, power supply indicators on the one hand, power-up of the resistors on the other hand.
According to another embodiment of the invention, all the heating bodies of the installation are connected to each other by pipes which form a continuous circuit allowing water to circulate between the heating bodies, this circuit being connected to an expansion vessel allowing free thermal expansion of the water. In this case, again, all the heating bodies of the installation can be radiators provided with one or more electric heating elements.
The installation can, however, also include a certain number of heating bodies which are not equipped with electric heating elements and which can be of any type; they can, for example, consist of radiators of a type similar to those which are equipped with electric heating elements or possibly of another type; They can also consist of other heating elements such as convectors, heating plinths or cornices, heating panels, etc.
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are known per se and will therefore not be described here.
In this type of heating installation according to the invention, the circulation of water in the circuit can optionally be ensured by the thermal load of the water alone.
(thermosiphon).
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teroaler in circuit one. device to aid the circulation of water. the device helping the circulation of water is a pump or an accelerator) depending on the size of its head,
<EMI ID = 14.1>
fluid. your pumps and accelerators are turbo-machines which are well known and commonly used in the art of chauttage � hot water and therefore should not be described here.
Apart from one or more radiators equipped with electric heating elements, the installation can also include another heat source, known per se, inserted in the circuit. The calorific power of this heat source known per se can moreover be such that it in fact constitutes the main heat source of the installation; it can also be internal or equal to the calorific power of the
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specially adapted and allowing to achieve .at the best possible account the thermal comfort program that we have imposed.
The heat source known per se can be operated independently of the radiators provided with electric heating elements, which obviously gives great flexibility of use to the heating installation.
The heat source known per se is, for example, a boiler, such as a coal, oil, gas or electric boiler. It can also consist of a
heat pump or solar heat accumulator.
..In the heating installation according to the invention, the radiators equipped with electric heating elements, preferably comprise a series of identical radiator sections assembled together by nipples, one or more of said sections being provided with an element. electric heater whose operation is regulated by a thermostat. All sections of a radiator :. can optionally be fitted with electric heating elements. In many cases, however, the radiator comprises
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one or more sections without a heating element. Normally sections equipped with heating elements will be grouped together
<EMI ID = 17.1> at least one vertical tubular element in which can be mounted
<EMI ID = 18.1>
connection allowing it to be put in communication with an expansion vessel. When the radiator 'is part of a heating circuit, this connection to the expansion tank is provided by the pipes which allow the circulation of water between the heating bodies, the said pipes forming a continuous connection circuit. an expansion vessel, when the radiator is not part of a heating circuit formed by heating bodies between which water circulation is ensured, it will be fitted with a connection means enabling it to be placed in communication
<EMI ID = 19.1>
preferably by a small section pipe.
According to an alternative embodiment of the invention, the radiator is itself equipped with a small expansion vessel. It is
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fill the radiator incompletely; in this case, the small air pocket which remains in the top of the radiator acts as an expansion tank.
<EMI ID = 21.1>
be fitted with other devices or accessories known per se; such
<EMI ID = 22.1>
tion, etc.
Others. characteristics and advantages of the invention will emerge from the embodiments which are described below, with reference to the appended drawings, in which t
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radiators according to the invention, according to various embodiments and variants;
Figures 6, 7 and 8 show schematically the heating installations which are described respectively in
Examples 1, 2 and 3 which follow; Figure 9 is a perspective view of part of a radiator according to the invention; this figure shows the radiator control box, a radiator section fitted with electric heating elements (shown partially disassembled)
and a radiator section without a heating element; FIG. 10 shows, in partial section, side view) a radiator section equipped with electric heating elements;
and Figure 11 is a section taken on line 11-11 of Figure 10; this same figure also shows, seen from the front, the radiator control unit, fixed to said section.
If a heating installation according to the invention comprises conventional radiators (that is to say radiators
without electric heating element), their connections. in the circuit will normally be carried out diagonal '<1>) with the water inlet from the top of the radiator, and the outlet from the bottom on the opposite side.
In a heating circuit, a radiator equipped with electric eletenta heaters, can be connected in two ways.
when all sections of the radiator are equipped with electric heaters, the radiator is connected 1 opposite to the conventional radiator, that is to say diagonally, with the arrival at the lower part and the departure at the part superior
<EMI ID = 24.1>
in Figure 1. the radiator 1 is formed by the assembly of seven sections equipped. each of a heating element 2. The radiator also comprises a thermostatic probe 3 and a control box 4. The arrows indicate the direction of flow of water in the radiator. It will be noted that, even in the absence of forced circulation, this flow of water will be ensured by a thermosiphon effect caused by the heating of the water in contact with the electric resistances. The last radiator section
is closed at the bottom by a cap J.
For the connection of a radiator that includes sections with electric resistances and conventional sections (hybrid radiator), the arrival and departure are made at the lower part of the radiator, but imposed on each other, the 'arrival of water from the side of the electric resistances. Such
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The radiator 6 (Fig.2) is formed by the assembly of seven sections of which only two are equipped with heating elements 2. These two sections, which are arranged on the side where. the water enters the radiator, are isolated from the others, at the bottom, by a full nipple 7, which forces the water to pass over the elements
<EMI ID = 26.1>
and 5), the arrows indicate the direction of water flow in the radiator. The radiator is also fitted with a small bleeder valve 8.
When the hydride radiator can operate with or without forced circulation, it is generally preferable that the sections equipped with electric resistances, are separated from the others, at the bottom, by a throttle nipple, rather than by a solid nipple. When the circulation pump is running, the choke nipple 9 of the radiator 10 (Fig. 3) causes a sufficient pressure drop to direct the water preferentially onto the
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strangulation. When the radiator 10 is operating while the circulation pump of the heating system is switched off
(Fig. 4), a hydraulic circulation by thermosiphon will be established between the sections equipped with electric resistances and the others.
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which is not plugged into a heating circuit. This radiator is provided with a connection means 12 (low sec-
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expansion. It will be noted that in such a radiator, all the sections are connected together by means of ordinary nipples.
(open).
The following examples describe, without limitation, embodiments of heating installations in accordance with the invention.
EXAMPLE 1 Figure 6 represents the diagram of a heating installation <EMI ID = 30.1>
calorific session.
In the living room is installed a radiator 13 of four sections, two of which have electric resistances 14 of 1.2 Kw each, the sections equipped with resistors being isolated from the others in
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The bathroom is equipped with a small radiator 16 of
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each, the sections equipped with resistors being isolated from the third section at the bottom, by a solid nipple 17 (type of radiator shown in FIG. 2). These two electric heaters;
<EMI ID = 33.1>
order 19.
In the bedroom is installed a classic radiator 20, as well as in the kitchen (radiator 21). Each heater <EMI ID = 34.1>
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The radiators 20 and 21 are connected in bypass on the main pipe and their operation can be adjusted using the venturi valves 26 and 27.
Radiator 16 is fitted with an anti-convection valve 28. Operation of the installation a) Winter and extreme cold:
All the available power is required to heat the apartment. The circulator 22 operates and distributes in the radiators the power given by the electric resistances 13, the power of the latter being greater than the emission power of the radiators in which they are located. The surplus will be distributed in the bedroom and the kitchen. If it is too hot in the bathroom when it is not occupied,
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unused unit can be driven into other radiators.
When the bathroom is occupied, it suffices to raise the anti-convection valve 27 to quickly raise the ambient temperature of this room.
<EMI ID = 39.1>
lon and the bathroom, can be regulated by the control thermostats present on each of the radiators.
In fact, if the total power is unnecessary, it suffices to lower the thermostat of the radiator 12 of the living room for example, to reduce the power distributed throughout the apartment.
Likewise, by manipulating the thermostat of the radiator 15 of the bathroom or even both at the same time.
The power radiators were installed in the
living room and bathroom, these two rooms having been considered
like those most often requiring heating.
b) Mid-season
As we have just pointed out, the power can be regulated by the thermostats of the radiators comprising resistors, but one can, of course, completely cut off one of the two radiators.
This represents an advantage:
During the day, for example, you can operate the radio
12 of the living room. Given the direction of the fluid, this situation will favor the heating of the living room and the kitchen, rooms occupied during the day and maintain a suitable temperature level according to the thermostat setting, in the bedroom and the bathroom.
During the night and in the evening, the radio can be operated.
teur 15 of the bathroom, which will promote the heating of the latter as well as the bedroom and then the living room.
In this way, a "day / night" regime is very possible.
c) Summer
The circulation pump 22 and the radiator 12 of the
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when it is occupied, the radiator control unit may include a timer ensuring the rapid heating of this room only for the duration of its use.
<EMI ID = 41.1> FIG. 7 very schematically represents a heating installation which comprises conventional heating bodies, electric resistance radiators and also another heat source, a boiler for example. To simplify the diagram, only four heating elements are shown (including <EMI ID = 42.1>
that the installation may in fact include a larger number of heating elements.
The installation is designed for a small building requiring
40 Kw of heating power by an outside temperature of <EMI ID = 43.1> classic diators such as 29 and 30, and also some radiators with electric resistances, such as 31 and 32,
the latter being placed in the main rooms, in the bathroom, etc. The installation includes a conventional boiler
<EMI ID = 44.1>
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This 8 Kw heater can be supplied by the electric resistances.
<EMI ID = 46.1>
11 'It should be noted that the power of the boiler 33 was chosen lower than the total power required to heat the house. the advantage of choosing such a boiler lies in the fact that it will operate for a much longer
<EMI ID = 47.1>
a power of 32 Kw is sufficient. When in greater cold, we need more energy, we can add to
the power of the boiler, the power developed in radiators such as 31 and 32.
In a room such as the bathroom, the electric heater can at all times provide the additional heat giving the necessary comfort.
While allowing the circulation pump 23 to operate, the boiler can be stopped and removed by bypassing the hydraulic circuit by opening the valve 36; the check valve 37 prevents water from continuing to pass through the boiler. In this
<EMI ID = 48.1>
above. Such operation of the installation is provided as back-up heating (in the event of failure of the boiler 33) or as heating for the temperate season. Heating regulation
can be operated as described in Example 1.
<EMI ID = 49.1>
lation 23.
In a room such as the living room, the electric heater can be used independently for cooler evenings. In. the bathroom, the electric radiator can, when desired, quickly provide additional heat giving the necessary comfort.
<EMI ID = 50.1> figure 5) operate independently of each other. They <EMI ID = 51.1>
expansion vessel 42 fitted with a safety valve 43. The temperature
<EMI ID = 52.1> <EMI ID = 53.1>
fast and very precise regulation. This represents an indisputable advantage over electric oil bath radiators.
<EMI ID = 54.1>
rigeable.
In addition, a relatively large part of the heat
is emitted by radiation, which promotes the feeling of comfort.
In summary) this heating method combines the advantages of room-by-room heating, the comfort of central heating and the rapidity of convector heating.
Figure .9 is a perspective view of an <EMI ID = 55.1> part
obviously not present when the radiator is connected in the circuit of a heating installation. Radiator section
<EMI ID = 56.1>
how the heating elements are mounted. The way in which these heating elements are mounted in the radiator section, however, is best illustrated by FIG. 10 which shows in section
<EMI ID = 57.1>
its electric heating elements. Figure 11 is a section taken on line 11-11 of Figure 10, and also shows - "viewed from
<EMI ID = 58.1>
<EMI ID = 59.1>
Each radiator section, which is advantageously made of cast aluminum, is formed by a flattened tubular element
50 provided with connecting pieces 51 and 52 making it possible to assemble, using nipples, neighboring radiator sections. The tubular element 50 laterally carries fins 53. The fins 54 and 55 in fact constitute the panels which respectively form the front and rear faces of the radiator section.
The radiator section 56 is provided at its lower part with an orifice 56 through which the electric resistances are introduced.
. This orifice 55 can be closed by a part 57 to which are fixed by crimping, the electric heating elements.
46 and 47 which consist of two shielded resistors in the form of
<EMI ID = 60.1>
a rigid plate 60 provided with, .quatre. holes in which ... the heating elements 46 and 47 can slide. This rod 59 passes
by a hole drilled in an anchoring part 61 which bears against the inner face of the connection pipes 51 of the section
radiator, and also goes through a hole drilled in the part
<EMI ID = 61.1>
screwed onto the threaded rod 59 secures the heating elements in the radiator section and supports the workpiece
<EMI ID = 62.1>
chéity of this closure being ensured by a flexible seal 62.
An electric cable with three conductors, connected to terminals 63 and 64 and to a ground socket 65 integral with the part
<EMI ID = 63.1>
to the electrical network and to an earth connection.
A small cover 66, made of insulating material, encloses the terminals of the electric heating elements.
<EMI ID = 64.1>
with a power indicator 68, a thermostat with thermostatic probe 69, adjustment knob 70 and power indicator 71.
Of course, the present invention is in no way limited to the embodiments described above and illustrated by the accompanying drawings; numerous modifications can be made to it without departing from the scope and spirit of the invention.
CLAIMS
1.- Heating installation comprising heating bodies containing water as the heat carrier fluid, characterized in that one or more of said heating bodies consist
in radiators provided with at least one electric heating element in contact with water.